de knie j. de lint, orthop.chir. arthrose en ouder worden... dit doen we... zo willen we er uitzien.. en dit willen we kunnen... arthrose en gewrichtsprothesen... in Nederland per jaar (2009) : ~ 20.000 heup prothesen ~ 15.000 knie prothesen met toenemende vergrijzing en overgewicht in 2030 : ~ 50.000 heup prothesen ~ 60.000 knie prothesen prognose RIVM 2009 in USA (2004) : ~ 232.000 heupprothesen ~ 454.600 knieprothesen Bijscholingsavond fysiotherapeuten 1
arthrose gewrichtskraakbeen schade of veroudering? dunner kraakbeen synoviale vloeistof smering voeding symptomen pijn (start)stijfheid hydrops vervorming röntgen kenmerken gewrichtspleet versmalling subchondrale sclerose osteofyten kraakbeen bestaat uit : chondrocyten matrix collageen vezels vezelstructuur geeft herstel van vervorming vgl. radiaalband kraakbeen matrix elastisch vervormbaar: hyaluronzuur ketens proteoglycanen water binding Bijscholingsavond fysiotherapeuten 2
synoviaal vloeistof : voeding kraakbeen schokdemping kluwen molecuul ketens smering viscositeit lange molecuul ketens HA 0,02-1 μm = 20-1000 nm daarom iets over wrijving en smering : 1. droge wrijving onregelmatig oppervlak warmte tijdelijke lasverbindingen 2. grenslaag smering - boundary lubrication dun mono-moleculair bv. oxyde laagje 3. bufferfilm smering 2 x hoogte oneffenheden tegendruk door belasting weglopen van de film ~ belasting ~ viscositeit herstel door belasting viscositeit (SAE 15 W / 40) Bijscholingsavond fysiotherapeuten 3
4. hydrostatische smering film met actieve drukopbouw evenwijdige beweging 5. hydrodynamische smering hoek tussen contactvlakken wig - > drukopbouw hoge afschuifsnelheid aquaplaning!! 6. elasto-hydrodynamische smering (gewricht) elastisch vervormbaar oppervlak grootte/duur belasting aard/snelheid beweging (shear-rate) profiel / elasticiteit oppervlak affiniteit smering voor oppervlak viscositeit smering Bijscholingsavond fysiotherapeuten 4
elasto-hydrodynamische smering (gewricht) elasticiteit vs. viscositeit van synoviaal vloeistof elasto-hydrodynamische smering (gewricht) HA concentraties en molecuulgewichten in synovia: normaal arthrose MW kda 1 6300-7600 1000-3480 HA conc 2 mg/ml dyn. elast. mod. 3 2,5 Hz, Pa 2,5-3,6 1,07-2,6 23 8 dyn. viscos. mod. 3 2,5 Hz, Pa 7 5 1 Dahl e.a. - Ann Reum Dis - 1985 2 Decker e.a. - Clin Chem - 1959 3 Balazs e.a. - J.Rheumatol - 1993 elasto hydrodynamische smering (gewricht) de moleculaire structuur van hyaluronzuur (in synoviale vloeistof) zorgt zowel voor schokdemping als voor smering de normale concentratie van hyaluronzuur in synovia is 2 4 mg/ml en neemt af tot 1 3 mg/ml in arthrotische knieën het gemiddeld MW van hyaluronzuur neemt af van ca. 6.000 kda tot minder dan 3.500 kda in arthrotische knieën Bijscholingsavond fysiotherapeuten 5
wat is de rol van de meniscus hierin : vergroting articulair contactvlak verlaging van contactdruk verdeling synoviale vloeistof (elasto-hydrodynamische smering) waar gaat het fout bij arthrose? kraakbeen : oppervlakkige schade synoviale smering vezelbreuk biochemische mediatoren (cytokines) biochemische mediatoren (cytokines) werkzaam in synoviaal systeem : gewrichtskraakbeen synoviale vloeistof synoviaal weefsel sub synovium Blewis e.a. 2007 Eur Cells Mat 13 Bijscholingsavond fysiotherapeuten 6
biochemische mediatoren (cytokines) invloed op : synoviaal weefsel synoviale vloeistof bot nociceptoren (pijn) normaal arthrose bijzondere oorzaken van arthrose: arthritis (septisch ; reuma ; jicht e.d.) abnormale belasting (dysplasie ; varusstand) post-traumatisch ( i.a. fractuur ; luxatie) gonarthrose symptomen : (start) pijn in de knie (start) stijfheid manken bewegings beperking nachtpijn onderzoek : hydrops (flexie) contractuur arthrosis deformans diagnose : röntgenfoto, (MRI) Bijscholingsavond fysiotherapeuten 7
waar interventie bij arthrose? kraakbeenmatrix groeifactoren? glucosamine? mediatoren (cytokines) NSAID s, corticosteroiden, IL 1 (interleukines)? belasting gewicht, bracing, standscorrectie, prothese synovia & viscositeit viscosuppletie! (hyaluronzuur) de conservatieve behandeling van gonarthrose conservatieve behandeling van gonarthrose : belasting vs. belastbaarheid synoviale smering Bijscholingsavond fysiotherapeuten 8
conservatieve behandeling van gonarthrose : belasting vs. belastbaarheid (over)gewicht conservatieve behandeling van gonarthrose : belasting vs. belastbaarheid (over)gewicht belastingsas mediale artrose met varus valgiserende brace laterale wig in de zool conservatieve behandeling van gonarthrose : belasting vs. belastbaarheid everterende inlegzool = laterale wig verplaatsing van grondreactiekracht (GRF) Bijscholingsavond fysiotherapeuten 9
= laterale wig verplaatsing van grondreactiekracht (GRF) geeft een rotatiemoment waardoor indirect mediale ontlasting nadeel : wringt in OSG en BSG voordeel : eenvoudig en goedkoop conservatieve behandeling van gonarthrose : belasting vs. belastbaarheid valgiserende brace statische of dynamische brace conservatieve behandeling van gonarthrose : belasting vs. belastbaarheid synoviale smering injecties hyaluronzuur Bijscholingsavond fysiotherapeuten 10
Hyaluronzuur in de praktijk een beetje historie : 1934 hyaluronzuur ontdekt in glasvocht koeienoog (K.Meyer en J.Palmer).hyaluronic acid", from hyaloid (vitreous) + uronic acid.. 1942 - E. Balazs: patent substitutie HA voor eiwit in bakkerijproducten 1947 - Balazs vlucht naar Zweden (Karolinska Institutet) 1950 - USA Boston - Retina Institute - Healon 1969 - Biotrix Inc. > Biomatrix Inc. > Genzyme 1970 - Rydell : klinisch effect HA in arthritis bij renpaarden 2000 - Matrix Biology Institute - Ridgefield NJ Hyaluronzuur : Clin Orthop Relat Res. 1971 Oct;80:25-32. Effect of intra-articular injection of hyaluronic acid on the clinical symptoms of osteoarthritis and on granulation tissue formation. Rydell N, Balazs EA. Am J Vet Res. 1980 Apr;41(4):568-74. Effect of hyaluronic acid in naturally occurring and experimentally induced osteoarthritis (in horses). Auer JA, Fackelman GE, Gingerich DA, Fetter AW Bijscholingsavond fysiotherapeuten 11
Hyaluronzuur : hoe werkt het.? smering of meer.? eliminatie snelheid exogeen HA: Page-Thomas e.a. - Ann Rheum Dis. - 1987 konijnen - halfwaardetijd 12 uur Brown e.a. - Experimental Physiology - 1991 konijnen - 3 H* labelled HA - 10-13 uur Lindenhayn e.a. - 1997 Eur J Clin Chem Clin Biochem. konijnen - 3 H* labelled HA - 17,4 uur Lindquist e.a. - Clin Pharmacokin - 2002 mens - I 131 labelled HA (Durolane) - 39 uur geinjecteerd HA is dus binnen 48 uur verdwenen uit het gewricht! Hyaluronzuur (HA): hoe werkt het.? invloed van molecuul gewicht op productie endogeen HA : er is een optimaal MW voor de stimulatie van endogeen HA; signaal overdracht op synoviale cel bij MW 500-4000 kda HA receptor (e.g. CD44) < 500 kda 500 4000 kda > 4000 kda Smith e.a - Rheumatol Int 1987 Hyaluronzuur (HA): hoe werkt het.? invloed van molecuul gewicht op productie endogeen HA : synovial fibroblasts derived from an osteoarthritic joint demonstrated the most marked response on exposure to exogenous HA, showing a stimulation of HA synthesis with preparations of weight-average molecular weight (Mw) greater than 500 kda.. with HA of 3800 kda hyaluronan synthesis increased by 180 %... Smith e.a - Rheumatol Int 1987 Bijscholingsavond fysiotherapeuten 12
Hyaluronzuur (HA): hoe werkt het.? invloed van molecuul gewicht op activiteit : biological activity Molecular Weight (kda) in vitro < 500 500-1000 1000-4000 inhibition leucocyte chemotaxis - / + + / ++ ++ inhibition phagocytosis - / + ++ +++ inhibition apoptosis - ++ + stimulation endogen. HA - +++ +++ in vivo inhibition pain - / + n.t. +++ protection articular cartilage loss n.t. + / ++ / +++ + / +++ inhibition synovial cell proliferation n.t. + / +++ + Vitanzo e.a. Am J Orthop 2006 Hyaluronzuur (HA): hoe werkt het.? invloed van molecuul gewicht op synoviale activiteit ; resumé exogeen HA binnen 48 uur uit gewricht! werking als smeermiddel? hooguit kort stimulering endogeen HA? zeer waarschijnlijk werking op synoviocyten? zeer waarschijnlijk werking op chondrocyten? indirect? opbouw kraakbeen matrix? indirect? eliminatie van cytokines? mogelijk anti-inflammatoir effect tot zover de theorie, nu de evidence! Hyaluronzuur :... the evidence literatuur : hyaluron* : 29.246 hits hyaluron* + human : 14.826 hits hyaluron* + human + review : 1.945 hits hyaluron* + knee : 1.170 hits hyaluron* + knee + review : 176 hits Bijscholingsavond fysiotherapeuten 13
Cochrane Database Syst Rev. 2006 Apr 19; (2): CD005321. Viscosupplementation for the treatment of osteoarthritis of the knee. Bellamy N, Campbell J, et al. Plain language summary : HA class of products : is superior to placebo considerable variability in the clinical response (between-product, between-variable and time-dependent). no major safety issues were detected. have more prolonged effects than i.a. corticosteroids. the analyses support the use of HA in the treatment of knee OA. RICHTLIJN DIAGNOSTIEK EN BEHANDELING VAN HEUP- EN KNIEARTROSE 2007 Nederlandse Orthopaedische Vereniging Voor een flare van knieartrose is intra-articulaire glucocorticoid-behandeling de eerste keuze, waarbij ontzien van het gewricht (niet belasten) het effect waarschijnlijk kan verbeteren. Voor de langere termijn valt een behandeling met hyaluronzuur (multiple intra-articulaire injecties) te overwegen. HA productie : uit dierlijk materiaal (hanekammen etc.) uit bacteriele fermentatie HA preparaten in Nederland: preparaat inj oorsprong molecuulgewicht (kda) leverancier Adant 3 biotech 600-1200 Tramedico Curavisc 3-5 biotech 1200-1400 Plus orthopedics Durolane 1 biotech 10.000 Q med Fermathron 3-5 biotech 1.000 Biomet Hyalgan 5 dierlijk 500-730 Sanofi Aventis Hynoval 3-5 biotech van Straten Medical Orthovisc 3-4 dierlijk 1700-2000 Anika Ther. Inc Ostenil 3-5 biotech 1200 Chemedica Supartz 3-5 dierlijk 600-1200 Smith & Nephew Synvisc 3 dierlijk 7.000 Genzyme Bijscholingsavond fysiotherapeuten 14
Hyaluronzuur : samenvatting optimaal moleculair gewicht HA = 1000 2000 kda HA verdwijnt uit gewricht < 48 uur effect op pijn > functie effect begint na 1 2 weken na inj. effect houdt 6 24 weken aan responders vs. non-responders?? geen farmacologische bijwerkingen duurder dan i.a. inj. corticosteroid... en glucosamine dan?... O... en glucosamine dan?... COOH OH glucuron zuur O OH OH O CH 2 OH O NH C=O CH 3 OH N acetyl glucosamine CH 2 OH OH O NH 2 glucosamine OH hyaluron zuur Bijscholingsavond fysiotherapeuten 15
... en glucosamine dan?... Aanbeveling NOV (2007) : De werkgroep is van mening dat (ondanks het feit dat het werkingsmechanisme niet is opgehelderd) glucosaminesulfaat voor een proefperiode van 3 maanden geadviseerd kan worden om de pijn te verlichten. De werkgroep adviseert de patie nt te informeren over het feit dat het effect van de therapie waarschijnlijk pas na enkele weken merkbaar zal zijn. Is er na 3 maanden geen symptomatische verlichting, dan wordt de therapie gestaakt. Recent werd de suggestie gedaan dat met name het sulfaat een rol zou spelen bij artrose, omdat er bij het ontstaan of verergeren van artrose mogelijk sprake is van een deficie ntie van zwavelhoudende aminozuren in het kraakbeen. Uit in vitro onderzoek is bekend dat sulfaatdepletie de synthese van glucosamineglycanen remt, en daardoor het herstel van kraakbeen (Cordoba, 2003). en met deze therapie is alles weer mogelijk! j. j. de de lint lint 2013 2012 dank voor jullie aandacht..! j. de lint 2012 Bijscholingsavond fysiotherapeuten 16